Académie : Session : Examen : Série : Srkcialité/oWion : Rerkre de l émeuve Ém-euvehous émeuve : NOM (en mqpcule. Prénoms : Né(e) le.suivi s il y a heu. du nom d épouse) no du candidat :v/ (le numéro e.rt celui qui.figure sur la convocation ou lrste d uppeq No BEP :..................................................... NOCAP:..................................................... 1 NOTATION DEL ÉPREUFE EP3 1 APPLICATION NUMÉRIQUE Questionnaire... f 7 Problème... Il3 Total... 120 BEP CAP x 1,5 X 0,8... 130... Il6. EXPÉRIMENTATION + BEP CAP Report I.................. 130 1.................. /24 1 / BEP I CAP NOTATION EP3 : I.................. / 60 I.................. / 40 Soit................... 120.................. 120 BEP/CAP ELECTROTECI-~NIQUE 5 1 25502 / 50 25508 SUJET No 11 Session 2002 EP 3 : EXFÉRTMENTATION SCIENTIFIOUE ET TECHNIOUE Durée : 4 H 00 Coef. : 3 ou 2 Page 1/12
Application numérique Domaine SO.5 - Dipôles OUESTIONNAIRE A CHOIX MULTIPLE 1. Cocher la représentation de Fresnel qui correspond à l oscillogramme : $q p* t ti u 0 III /l 2. Pour l oscillogramme précédent : m i est en avance sur u cl 9 i est en opposition de phase 0. i est en quadrature arrière de u Cl n i est en retard sur u 0 l i est en phase avec 2.4 0 Il 3. Une bobine réelle, sous tension sinusoïdale, se comporte comme un circuit : n RC série cl. RC parallèle u n RL série 0. RL parallèle /Y Il BEP~~PÉLE~TR~TEcI-INIQUE 51 25.502 / 50 25508 SUJET No 11 Session 2002 EP3:EXPÉRIMENTATIONScIEIWIFIQUEETTECHIW~UE Durée : 4 H 00 Coef. : 3 ou 2 Page 2 l 12
-~--_...-_-.._/..._-_...--.---.- -... I t. j NE RIEN ECRIRE DANS CETTE PARTIE i i 1 1 4. Le triangle des impédances du circuit RL série est : On peut donc écrire : R cosg, = z. VRAl q FAUX 0. VRAI El FAUX q R Z2 =R +L w~ : VRAI cl FAUX 0 f-3. VRAI q FAUX q Jl 5. Quelles que soient les valeurs relatives R et L, dans le circuit RL série, le déphasage est compris entre : n - 9O et +90 CI m - 90 et 0 q. 0 et 360 cl n 0 et +90 cl Jl BEP/CAP ÉLECTI~OECHNIQ~ 5125502 / 50 25508 SUJET No 11 Session 2002 EP 3 : EXFÉRIMENTATION SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE Durée : 4 H 00 Coef. : 3 ou 2 Page 3 / 12,
6. La puissance réactive Q s exprime en : watts(w) q voltampères (VA) q vars(var) q Pour un circuit RL série cette puissance réactive correspond à la relation : UIsinq = Lw12 UIcosg, = RI2 0 q UI = Z12 0 Jl 7. S il faut qualifier le comportement du circuit RL série nous pouvons dire que :. C est un circuit capacitif 0. C est un circuit purement résistant 0. C est un circuit inductif El = C est un circuit résonant q Jl BEPKAP ÉLECTROTBCHNIQTJE EP 3 : EXI&WEWTATION SCIENTIFIQUE EX TEC:-?: i 1!$JE Session 2002 Page4/22
--.-.-..._.I-....I. - _,..1- - - I. <... - -^ NE RIEN ECRIRE DANS CETTE PARTIE PROBLEME D APPLICATION NUMERIQUE Vous devez déterminer les caractéristiques électriques du circuit de commande d un contacteur (demande du bureau d étude). La bobine porte les indications : 24 V ; 50 Hz. Trois mesures ont été effectuées, et pour chaque situation les relevés indiquent la tension aux bornes de la bobine (Ua) et l intensité efficace (IB) du courant la traversant : n Un essai en courant alternatif sinusoïdal à tension et à fréquence nominales : Etat du contacteur UB IB 7 enclenché 24V 48 ma. Un essai en courant continu : Etat du contacteur UB IB Enclenché ou non enclenché 0,864 v 48 ma a Un essai en courant alternatif sinusoïdal en tension réduite mais à fréquence nominale : Etat du contacteur UB IB Non enclenché 1,92 V 48 ma On demande : 1. Calculer la résistance de la bobine. J2 2. Calculer l impédance et l inductance de la bobine lorsque le circuit magnétique est fermé (contacteur enclenché). J2 mwcmél~cm0m~m~m 5125502f5025508 SUJET No 11 Session2002 EP 3 : EXPÉRIMENTATION SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE Durée: 4HOO Coef. : 3 ou 2 Page 5 / 12
3. Calculer l impédance et l induetance de la bobine lorsque le circuit magnétique est ouvert (contaeteur non enclenché). 12 4. Calculer la puissance active et la puissance apparente consommées par le circuit de commande, sous la tension nominale, lorsque le contacteur est enclenché. 12 5. A l appel (instant oh le contacteur va s enclencher) calculer l intensité du courant sachant que la bobine sera alimentée durant cet instant sous sa tension nominale. D&wminer les valeurs de la puissance active et de la puissance apparente alors consommées par le circuit de commande. 13 6. Comparer la puissance dissipée par effet Joule durant l appel et durant le maintien (contacteu enclenché). Commenter. 1 /13j - -~--- -.-. _--- -. I -..----- : ;~.;Fp,y-Q L,,~~cTMO * 4! ~:acw$je? d I -_..-..;.-.--- 51 25502 / 50 25508 SUJET No 11 Session 2002 t. -. ::P 3 : Ex! ct;..--. ;I,!ENTA I lon --_.- SCIJ3NTIl?IQUE ET TECHNIQUE Durée:4HOO Coef. : 3 ou 2 Page6/ 12
bheme D EXPERIMENTATIO~ Moteur asvnchrone triphasé à cage :SO 9. Mise en situation : Une usine de fabrication de tubes en carton désire améliorer le facteur de puissance de son unité de production ( facturation d énergie réactive trop importante). Cette amélioration passe par une phase de mesurage du COS cp des différents équipements sur le site. Un de ces équipements est constitué d un moteur asynchrone triphasé à cage qui entraîne en rotation un bras malaxeur situé dans une cuve contenant de la colle. Travail à faire sur ce moteur : A) RELEVER LE FACTEUR DE PUISSANCE 1) Identifier la plaque signalétique du moteur. BEP/~APÉLECTR~TE~HNIQ~ 512550215025508 SUJET No 11 Session 2002 EP 3 : EXPÉRIMENTATION SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE Durée:4HOO Coef. : 3 ou 2 Page71 12
2) Coupler le moteur en fonction du réseau disponible. Réseau : Moteur : Couplage : Ul Vl WI 000 Tracer le couplage sur la plaque à bornes : 3) Compl&r le schéma de câblage en insérant les appareils nécessaires à la mesure des grandeurs U, let P,. (la charge du moteur est Câbl&e par le centre d examen) Phl o- ph2 o- Ph3 o-- PE O- 4) Câbler le montage d après le schéma P Faire rhifier lie câblaee Dar l examinateur.....-..-. --..'-;..' '.._1_--. - -~- :P, c: :ip ki F3 :, MOTTECTINIQUE 51 25502 / 50 25508 SUJET No 11 Session 2002 i-l-- -- - i - t: -_- F 3 -, IIY~r.~lr~i\1TATiON - ^. - -- SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE Durée:4HOO Chef. :3ou2 Page 8/ 12
._.....-. - --- * _- NE RIEN ECRIRE DANS CETTE PARTPE 5) Mesurer les die&entes grandeurs pour PU variant de 0 à 125% de la P,, nominale et compléter le tableau : b ADDeler l examinateur Dour la mise hors tension, 6) Tracer la caractkistique COS~, = f(p,) sur papier millimhk. BEPKAPÉLEC~OTI~~~Q~ 512550215025508 SUJET No 11 Session 2002 EP 3 : EXF ÉRIMENTATION SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE Durée : 4 H 00 Coef. : 3 ou 2 Page 9 / 12
I Bj CALCULER LA CAPACITÉ DES CONDENSATEURS Le moteur fonctionne à 70 % de sa puissance nominale.( lire la valeur de cas cp et de Pu sur la caractéristique tracée). La norme EDF impose que COS cp = 0,928. Le COS cp lu sur la caractéristique est-il correct par rapport à la valeur imposée par EDF? 1) Calculer la valeur globale de la capacité à raccorder au moteur si le couplage des condensateurs se fait en triangle. Relation : C = P.( tan y>1 - tan (~2) UZ.O C totale = 2) Calculer la capacité d un des trois condensateurs que vous allez raccorder. 3) Placer les condensateurs, couplés en triangle, sur votre schéma. BEPK~PÈLECTROTE~~IQ~E Ep 3 :EX&-WIENTATION SCIENTIFIQUEET TECHI~~i~;'W --.'.--. 1--- -_..-....
1 C) CONTRÔLER LE FACTEUR DE PUISSANCE AH& COMPENSATION. I 1) Raccorder les condensateurs sur votre câblage. A Faire vérifier le câblage par I examinateur. 2) Mesurer le COS cp pour Pu = 70 % de Pu nominale. coscp= 3) Comparer le COS cp avant et aprh amélioration. BEP~P ÉLECTROTEC~IQ~ 5125502 / 50 25508 SUJET No 11 Session 2002 EP 3 : EXPÉRIMENTATION SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE Durée : 4 H 00 Coef. : 3 ou 2 Page11/12